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Mecânica dos Fluidos
Aula 13 – Equação da Energia na
Presença de uma Máquina
Prof. MSc. Luiz Eduardo Miranda J. Rodrigues
Tópicos Abordados Nesta Aula
� Equação da Energia na Presença de uma
Máquina.
Aula 13 Prof. MSc. Luiz Eduardo Miranda J. Rodrigues
Mecânica dos Fluidos
Definição de Máquina na Instalação
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� A máquina em uma instalação hidráulica édefinida como qualquer dispositivo que quando introduzido no escoamento forneça ou retire energia do escoamento, na forma de trabalho.
� Para o estudo desse curso a máquina ou será uma bomba ou será uma turbina.
Mecânica dos Fluidos
Equação da Energia na Presença de uma
Máquina
Aula 13 Prof. MSc. Luiz Eduardo Miranda J. Rodrigues
Mecânica dos Fluidos
Z2
Z1
v1
v2
P1
P2
ref
M
21HHH M =+ 2
2
22
1
2
11
22z
g
vPHz
g
vPM +
⋅+=++
⋅+
γγ
Potência de uma Bomba
Aula 13 Prof. MSc. Luiz Eduardo Miranda J. Rodrigues
� Se a máquina for uma bomba, ela fornece energia ao escoamento.
� A potência de uma bomba é calculada pela equação apresentada a seguir.
� NB é a potência da bomba.
� HB = é a carga manométrica da bomba.
� ηB é o rendimento da bomba.
Mecânica dos Fluidos
B
B
B
HQN
η
γ ⋅⋅=
Potência de uma Turbina
� Se a máquina for uma turbina, ela retira energia do escoamento.
� A potência de uma turbina é calculada pela equação apresentada a seguir.
� NT é a potência da turbina.
� HT = é a carga manométrica da turbina.
� ηT é o rendimento da turbina.
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Mecânica dos Fluidos
TTT HQN ηγ ⋅⋅⋅=
Exercício 1
Aula 13 Prof. MSc. Luiz Eduardo Miranda J. Rodrigues
� 1) Determine a potência de uma bomba com rendimento de 75% pela qual escoa água com uma vazão de 12 litros/s.
� Dados: HB = 20m, 1cv = 736,5W, ρh20 = 1000kg/m³ e g = 10m/s².
Mecânica dos Fluidos
B
B
B
HQN
η
γ ⋅⋅=
75,0
201012100003⋅⋅⋅
=
−
BN
3200=BN W
5,736
3200=BN
34,4=BN cv
Cálculo da Potência:
Exercício 2
Aula 13 Prof. MSc. Luiz Eduardo Miranda J. Rodrigues
� 2) O reservatório mostrado na figura possui nível constante e fornece água com uma vazão de 10 litros/s para o tanque B. Verificar se amáquina é uma bomba ou uma turbina e calcule sua potência sabendo-se que η = 75%.
� Dados: γH2O = 10000N/m³, Atubos = 10cm², g = 10m/s².
Mecânica dos Fluidos
M
A
B
ref
(1)
(2)
5m
20m
Solução do Exercício 2
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Mecânica dos Fluidos
AvQ ⋅=A
Qv =
4
3
1010
1010−
−
⋅
⋅=v 10=v
21HHH M =+
2
2
22
1
2
11
22z
g
vPHz
g
vPM +
⋅+=++
⋅+
γγ
12
2
2
2zz
g
vH M −+
⋅=
20520
102
−+=MH
10−=MH
TTT HQN ηγ ⋅⋅⋅=
75,0101010100003
⋅⋅⋅⋅=−
TN
750=TN
5,736
750=TN
01,1=TN
2
2
22
1
2
11
22z
g
vPHz
g
vPM +
⋅+=++
⋅+
γγ
Cálculo da Velocidade:
Carga Manométrica da Máquina: Potência da Turbina:
m
W
cv
m/s
Exercícios Propostos
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� 1) Determine a potência de uma turbina pela qual escoa água com uma vazão de 1200 litros/s.
� Dados: HT = 30m, η = 90%, ρh20 = 1000kg/m³ e g = 10m/s².
Mecânica dos Fluidos
Exercícios Propostos
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� 2) O reservatório mostrado na figura possui nível constante e fornece
água com uma vazão de 15 litros/s para o tanque B. Verificar se a
máquina é uma bomba ou uma turbina e calcule sua potência
sabendo-se que η = 75%.
� Dados: γH2O = 10000N/m³, Atubos = 10cm², g = 10m/s².
Mecânica dos Fluidos
M
A
B
ref
(1)
(2)
5m
15m
Exercícios Propostos
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� 3) A figura a seguir mostra parte de uma instalação de bombeamento de água. Considerando que a vazão é igual a 8 litros/s, que a tubulação possui o mesmo diâmetro ao longo de todo o seu comprimento e que os pontos (2) e (3) estão na mesma cota, determine a diferença de pressão entre a saída e a entrada da bomba.
� Dados: NB = 4cv, 1cv = 736,5W, η = 70%, ρh20 = 1000kg/m³ e g = 10m/s².
Mecânica dos Fluidos
B
(2) (3)
Próxima Aula
� Instalações de Recalque.
� Solução de Exercícios.
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